3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

1、3D打印技術(shù)1、3D打印技術(shù)原理2、3D打印流程三維設(shè)計(jì). 切片處理.模型打印.后續(xù)處理.1)2)3)4)3、常見(jiàn)3D打印技術(shù)1) FDM :熔融沉積成型工藝2) SLS :選擇性激光燒結(jié)工藝3) LOM:分層實(shí)體成型工藝4) SLA :立體光固化成型工藝5) 3DP :三維印刷工藝.6) PolyJet :聚合物噴射技術(shù)4、3D打印材料5、3D打印機(jī)類(lèi)型3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃.1、3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室功能 2、 3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃.3、3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室軟件 3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課程體系設(shè)計(jì)1、教學(xué)架構(gòu)2、教學(xué)內(nèi)容-11 -12 -13 -14 -15 -15 -16 -19 -

2、20 -20 -20 -3D打印技術(shù)1、3D打印技術(shù)原理按照傳統(tǒng)的制造技術(shù)，一般我們制造一個(gè)產(chǎn)品，是先構(gòu)思產(chǎn)品的外觀圖，計(jì)算出合適的尺寸，然后通過(guò)機(jī)器加工切割材料（鋼材、木 材等）的輪廓，這個(gè)過(guò)程原材料被機(jī)器的不斷除去直至變成理想中的 外觀，被稱(chēng)為”減材制造”。而3D打印技術(shù)基于離散-堆積原理，在 計(jì)算機(jī)上構(gòu)建一個(gè)3D數(shù)字模型，這個(gè)3D打印模型可以通過(guò)掃描已經(jīng) 存在的實(shí)物獲得，也可以先用掃描儀將一個(gè)實(shí)物的外觀完整的掃描成 圖像，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)CAD軟件對(duì)這些圖像進(jìn)行處理，形成一個(gè)完整 的3D打印模型。通過(guò)計(jì)算機(jī) CAD軟件將一個(gè)立體實(shí)物切分成一層一 層的平面，3D打印機(jī)每打印出一層面就在高度上

3、移動(dòng)一段距離，這些平面疊加起來(lái)就形成了一個(gè)立體的實(shí)物了。 這個(gè)過(guò)程產(chǎn)品的材料是不斷增加的，稱(chēng)為“30,遇朮應(yīng)峑機(jī)射ft工件帖高墻虔采s手統(tǒng)pl=Sitp二!4 爼 塞2、3D打印流程1）三維設(shè)計(jì)三維打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件 建模，再將建成 的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打 印。設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是 STL文件格式。個(gè)STL文件使用三角面來(lái)近似模擬物體的表面。 三角面越小其生成的 表面分辨率越高。PLY是一種通過(guò)掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其 生成的VRMI或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。2）切片處理打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的

4、橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái)，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái) 從而制造出一個(gè)實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀 的物品。打印機(jī)打出的截面的厚度（即 Z方向）以及平面方向即X-Y方向 的分辨率是以dpi （像素每英寸）或者微米來(lái)計(jì)算的。一般的厚度為 100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如 ObjetConnex系列還有三 維Systems' ProJet系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向 則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來(lái)的“墨水滴”的 直徑通常為50到100個(gè)微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要 數(shù)小時(shí)到數(shù)天，根據(jù)

5、模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。 而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模 型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。3）模型打印三維打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品 可以通過(guò)如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體， 再 稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。4）后續(xù)處理有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。-Mi -成型宛翱3D慣翼丹片分凰3、常見(jiàn)3D

6、打印技術(shù)1） FDM:熔融沉積成型工藝熔融沉積成型工藝（Fused Deposition Modeling , FDM 由 ScottCrump于 1988 年發(fā)明，隨后 Scott Crump 創(chuàng)立了 Stratasys 公司。1992年，Stratasys公司推出了世界上第一臺(tái)基于 FDM技術(shù)的3D打 印機(jī)一一“ 3D造型者(3D Modeler)”，這也標(biāo)志著FDM技術(shù)步入 商用階段。FDMX藝無(wú)需激光系統(tǒng)的支持，所用的成型材料也相對(duì)低 廉，總體性?xún)r(jià)比高，這也是眾多開(kāi)源桌面 3D打印機(jī)主要采用的技術(shù) 方案。熔融沉積有時(shí)候又被稱(chēng)為熔絲沉積，它將絲狀的熱熔性材料進(jìn)行加熱融化，通過(guò)帶有微細(xì)噴嘴

7、的擠出機(jī)把材料擠出來(lái)。噴頭可以沿X 軸的方向進(jìn)行移動(dòng)，工作臺(tái)則沿丫軸和Z軸方向移動(dòng)(當(dāng)然不同的設(shè) 備其機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也許不一樣)，熔融的絲材被擠出后隨即會(huì)和前 一層材料粘合在一起。一層材料沉積后工作臺(tái)將按預(yù)定的增量下降一 個(gè)厚度，然后重復(fù)以上的步驟直到工件完全成型。噴頭熱熔性絲材（通常為ABS或PLA材料）先被纏繞在供料輥上，由 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)有D(zhuǎn)，絲材在主動(dòng)輥與從動(dòng)輥的摩擦力作用下向擠 出機(jī)噴頭送出。在供料輥和噴頭之間有一導(dǎo)向套，導(dǎo)向套采用低摩擦 力材料制成以便絲材能夠順利準(zhǔn)確地由供料輥送到噴頭的內(nèi)腔。噴頭的上方有電阻絲式加熱器，在加熱器的作用下絲材被加熱到 熔融狀態(tài)，然后通過(guò)擠出機(jī)把材料

8、擠壓到工作臺(tái)上， 材料冷卻后便形 形成了工件的截面輪廓。采用FDM工藝制作具有懸空結(jié)構(gòu)的工件原型時(shí)需要有支撐結(jié)構(gòu)的 支持，為了節(jié)省材料成本和提高成型的效率， 新型的FDM設(shè)備會(huì)采用 了雙噴頭的設(shè)計(jì)，一個(gè)噴頭負(fù)責(zé)擠出成型材料，另外一個(gè)噴頭負(fù)責(zé)擠 出支撐材料。般來(lái)說(shuō)，用于成型的材料絲相對(duì)更精細(xì)一些，而且價(jià)格較高,沉積效率也較低。用于制作支撐材料的絲材會(huì)相對(duì)較粗一些， 而且成 本較低，但沉積效率會(huì)更高些。支撐材料一般會(huì)選用水溶性材料或比 成型材料熔點(diǎn)低的材料，這樣在后期處理時(shí)通過(guò)物理或化學(xué)的方式就 能很方便地把支撐結(jié)構(gòu)去除干凈。2） SLS :選擇性激光燒結(jié)工藝選擇性激光燒結(jié)工藝（Selective

9、 Laser Sintering，SLS，該工藝最早是由美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的C.R.Dechard于1989 年在其碩士論文中提出的，隨后 C.R.Dechard創(chuàng)立了 DTM公司并于 1992年發(fā)布了基于SLS技術(shù)的工業(yè)級(jí)商用3D打印機(jī)SinterstationSLS工藝使用的是粉末狀材料，激光器在計(jì)算機(jī)的操控下對(duì)粉末進(jìn)行掃描照射而實(shí)現(xiàn)材料的燒結(jié)粘合，就這樣材料層層堆積實(shí)現(xiàn)成型，如圖所示為SLS的成型原理:掃描穗激光器激光束樂(lè)ffi成型輪糜粉末選擇性激光燒結(jié)加工的過(guò)程先采用壓輥將一層粉末平鋪到已成型 工件的上表面，數(shù)控系統(tǒng)操控激光束按照該層截面輪廓在粉層上進(jìn)行 掃描照射而使粉末的溫度

10、升至熔化點(diǎn)，從而進(jìn)行燒結(jié)并于下面已成型 的部分實(shí)現(xiàn)粘合。當(dāng)一層截面燒結(jié)完后工作臺(tái)將下降一個(gè)層厚，這時(shí)壓輥又會(huì)均勻 地在上面鋪上一層粉末并開(kāi)始新一層截面的燒結(jié)，如此反復(fù)操作直接 工件完全成型。在成型的過(guò)程中，未經(jīng)燒結(jié)的粉末對(duì)模型的空腔和懸臂起著支撐 的作用，因此SLS成型的工件不需要像SLA成型的工件那樣需要支撐結(jié)構(gòu)。SLS工藝使用的材料與SLA相比相對(duì)豐富些，主要有石蠟、聚 碳酸酯、尼龍、纖細(xì)尼龍、合成尼龍、陶瓷甚至還可以是金屬。當(dāng)工件完全成型并完全冷卻后，工作臺(tái)將上升至原來(lái)的高度，此 時(shí)需要把工件取出使用刷子或壓縮空氣把模型表層的粉末去掉。SLS工藝支持多種材料，成型工件無(wú)需支撐結(jié)構(gòu)，而且材

11、料利用率較 高。盡管這樣SLS設(shè)備的價(jià)格和材料價(jià)格仍然十分昂貴， 燒結(jié)前材料 需要預(yù)熱，燒結(jié)過(guò)程中材料會(huì)揮發(fā)出異味，設(shè)備工作環(huán)境要求相對(duì)苛 刻。3) LOM:分層實(shí)體成型工藝分層實(shí)體成型工藝，這是歷史最為悠久的3D打印成型技術(shù)，也是 最為成熟的3D打印技術(shù)之一。LOM技術(shù)自1991年問(wèn)世以來(lái)得到迅速 的發(fā)展。由于分層實(shí)體成型多使用紙材、PVC薄膜等材料，價(jià)格低廉 且成型精度高，因此受到了較為廣泛的關(guān)注，在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)可視化、 造型設(shè)計(jì)評(píng)估、裝配檢驗(yàn)、熔模鑄造等方面應(yīng)用廣泛。戳光切割器j慮童工伴薄膜創(chuàng)料材料輾®LOM分層實(shí)體成型系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、原材料存儲(chǔ) 與運(yùn)送部件、熱粘

12、壓部件、激光切系統(tǒng)、可升降工作臺(tái)等部分組成。其中計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)接收和存儲(chǔ)成型工件的三維模型數(shù)據(jù)， 這些數(shù)據(jù)主要 是沿模型高度方向提取的一系列截面輪廓。原材料存儲(chǔ)與運(yùn)送部件將 把存儲(chǔ)在其中的原材料（底面涂有粘合劑的薄膜材料）逐步送至工作 臺(tái)上方。激光切割器將沿著工件截面輪廓線對(duì)薄膜進(jìn)行切割，可升降的工 作臺(tái)能支撐成型的工件，并在每層成型之后降低一個(gè)材料厚度以便送 進(jìn)將要進(jìn)行粘合和切割的新一層材料，最后熱粘壓部件將會(huì)一層一層 地把成型區(qū)域的薄膜粘合在一起，就這樣重復(fù)上述的步驟直到工件完 全成型。LOMT藝采用的原料價(jià)格便宜，因此制作成本極為低廉，其適用 于大尺寸工件的成型，成型過(guò)程無(wú)需設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，多

13、余的材料也容 易剔除，精度也比較理想。盡管如此，由于LOM技術(shù)成型材料的利用 率不高，材料浪費(fèi)嚴(yán)重頗被詬病，又隨著新技術(shù)的發(fā)展LOMX藝將有 可能被逐步淘汰。4） SLA :立體光固化成型工藝立體光固化成型工藝(Stereolithogra phy App aratus, SLA), 又稱(chēng)立體光刻成型。該工藝最早由 Charles W.Hull于1984年提出并獲得美國(guó)國(guó)家專(zhuān)利，是最早發(fā)展起來(lái)的3D打印技術(shù)之一。CharlesW.Hull在獲得該專(zhuān)利后兩年便成立了 3D Systems公司并于1988年發(fā)布了世界上第一臺(tái)商用3D打印機(jī)SLA-250。SLA工藝也成為了目前世界上研究最為深入、技

14、術(shù)最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種3D打印 技術(shù)。SLA工藝以光敏樹(shù)脂作為材料，在計(jì)算機(jī)的控制下紫外激光將對(duì)液態(tài)的光敏樹(shù)脂進(jìn)行掃描從而讓其逐層凝固成型，SLA工藝能以簡(jiǎn)潔且全自動(dòng)的方式制造出精度極高的幾何立體模型。如圖所示為SLA 技術(shù)的基本原理:升降臺(tái)液槽中會(huì)先盛滿液態(tài)的光敏樹(shù)脂，氦一鎘激光器或氬離子激光器 發(fā)射出的紫外激光束在計(jì)算機(jī)的操縱下按工件的分層截面數(shù)據(jù)在液 態(tài)的光敏樹(shù)脂表面進(jìn)行逐行逐點(diǎn)掃描，這使掃描區(qū)域的樹(shù)脂薄層產(chǎn)生 聚合反應(yīng)而固化從形成工件的一個(gè)薄層。當(dāng)一層樹(shù)脂固化完畢后，工作臺(tái)將下移一個(gè)層厚的距離以使在原 先固化好的樹(shù)脂表面上再覆蓋一層新的液態(tài)樹(shù)脂， 刮板將粘度較大的 樹(shù)脂液面刮平

15、然后再進(jìn)行下一層的激光掃描固化。 因?yàn)橐簯B(tài)樹(shù)脂具有高粘性而導(dǎo)致流動(dòng)性較差，在每層固化之后液面很難在短時(shí)間內(nèi)迅速 撫平，這樣將會(huì)影響到實(shí)體的成型精度。采用刮板刮平后所需要的液 態(tài)樹(shù)脂將會(huì)均勻地涂在上一疊層上，這樣經(jīng)過(guò)激光固化后將可以得到 較好的精度，也能使成型工件的表面更加光滑平整。新固化的一層將牢固地粘合在前一層上，如此重復(fù)直至整個(gè)工件 層疊完畢，這樣最后就能得到一個(gè)完整的立體模型。當(dāng)工件完全成型后，首先需要把工件取出并把多余的樹(shù)脂清理干 凈，接著還需要把支撐結(jié)構(gòu)清除掉，最后還需要把工件放到紫外燈下 進(jìn)行二次固化。SLA工藝成型效率高，系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，成型工件表面光滑精 度也有保證，適合制作

16、結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的模型，能夠直接制作面向熔模 精密鑄造的中間模。盡管SLA的成型精度高，但成型尺寸也有較大的 限制而不適合制作體積龐大的工件，成型過(guò)程中伴隨的物理變化和化 學(xué)變化可能會(huì)導(dǎo)致工件變形，因此成型工件需要有支撐結(jié)構(gòu)。目前，SLA工藝所支持的材料還相當(dāng)有限且價(jià)格昂貴，液態(tài)的光 敏樹(shù)脂具有一定的毒性和氣味，材料需要避光保存以防止提前發(fā)生聚合反應(yīng)。SLA成型的成品硬度很低而相對(duì)脆弱，小編在一次3D打印 體驗(yàn)活動(dòng)（iCader帶您走進(jìn)中科院探秘3D打印”活動(dòng)簡(jiǎn)報(bào)：華南地 區(qū)的3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟呼之欲出）中看到了 SLA成品觸地碎裂的 情況。此外，使用SLA成型的模型還需要進(jìn)行二次固化，后期處理

17、相 對(duì)復(fù)雜。5） 3DP:三維印刷工藝,3DP，該技術(shù)由美1993年，3DP的工作原理類(lèi)似于噴墨打印機(jī)，是形式上最為貼合“3D打印”概念的成型三維印刷工藝（Three-Dimension Printing 國(guó)麻省理工大學(xué)的Emanual Sachs教授發(fā)明于技術(shù)之一。3DP工藝與SLS工藝也有著類(lèi)似的地方，采用的都是粉末狀的材 料，如陶瓷、金屬、塑料，但與其不同的是 3DP使用的粉末并不是通 過(guò)激光燒結(jié)粘合在一起的，而是通過(guò)噴頭噴射粘合劑將工件的截面“打印”出來(lái)并一層層堆積成型的，如圖所示為3DP的技術(shù)原理:鈾敝粉術(shù)升降伶下暮反8循環(huán)最后一層打印成件打印中首先設(shè)備會(huì)把工作槽中的粉末鋪平，接著噴

18、頭會(huì)按照指定的路徑 將液態(tài)粘合劑（如硅膠）噴射在預(yù)先粉層上的指定區(qū)域中，此后不斷 重復(fù)上述步驟直到工件完全成型后除去模型上多余的粉末材料即可。3DP技術(shù)成型速度非常快，適用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，也適用于制 作復(fù)合材料或非均勻材質(zhì)材料的零件。6) Po lyJet :聚合物噴射技術(shù)PolyJet聚合物噴射技術(shù)是以色列 Objet公司于2000年初推出的 專(zhuān)利技術(shù)，PolyJet技術(shù)也是當(dāng)前最為先進(jìn)的3D打印技術(shù)之一，它 的成型原理與3DP有點(diǎn)類(lèi)似，不過(guò)噴射的不是粘合劑而是聚合成型材 料，如圖所示為PolyJet聚合物噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):亠YSli舒軸PolyJet的噴射打印頭沿X軸方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)，工作

19、原理與噴墨打印機(jī)十分類(lèi)似，不同的是噴頭噴射的不是墨水而是光敏聚合物。當(dāng)光 敏聚合材料被噴射到工作臺(tái)上后，UV紫外光燈將沿著噴頭工作的方 向發(fā)射出UV紫外光對(duì)光敏聚合材料進(jìn)行固化。完成一層的噴射打印和固化后，設(shè)備內(nèi)置的工作臺(tái)會(huì)極其精準(zhǔn)地 下降一個(gè)成型層厚，噴頭繼續(xù)噴射光敏聚合材料進(jìn)行下一層的打印和 固化。就這樣一層接一層，直到整個(gè)工件打印制作完成。工件成型的過(guò)程中將使用兩種不同類(lèi)型的光敏樹(shù)脂材料，一種是用來(lái)生成實(shí)際的模型的材料，另一種是類(lèi)似膠狀的用來(lái)作為支撐的樹(shù)脂材料。這種支撐材料由過(guò)程控制被精確的添加到復(fù)雜成型結(jié)構(gòu)模型的所需位置，例如是一些懸空、凹槽、復(fù)雜細(xì)節(jié)和薄壁等等的結(jié)構(gòu)。當(dāng)完成整個(gè)打印成

20、型過(guò)程后，只需要使用Water Jet水槍就可以十分容易地把這些支撐材料去除，而最后留下的是擁有整潔光滑表面的成型工件。使用PolyJet聚合物噴射技術(shù)成型的工件精度非常高，最薄層厚能達(dá)到16微米。設(shè)備提供封閉的成型工作環(huán)境，適合于普通的辦公室環(huán)境。此外，PolyJet技術(shù)還支持多種不同性質(zhì)的材料同時(shí)成型,能夠制作非常復(fù)雜的模型。4、3D打印材料類(lèi)型累積技術(shù)基本材料擠壓熔融沉積式（FDM）熱塑性塑料，共晶系統(tǒng)金屬、可食用材料線電子束自由成形制造（EBF）幾乎任何合金粒狀直接金屬激光燒結(jié)（DMLS幾乎任何合金電子束熔化成型（EBM鈦合金選擇性激光熔化成型（SLM）鈦合金，鈷鉻合金，不銹鋼，鋁選擇

21、性熱燒結(jié)（SHS熱塑性粉末選擇性激光燒結(jié)（SLS）熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末粉末層噴頭3D打印石膏3D打?。≒P）石膏層壓分層實(shí)體制造（LOM紙、金屬膜、塑料薄膜光聚合立體平板印刷（SLA光硬化樹(shù)脂數(shù)字光處理（DL P）光硬化樹(shù)脂65、3D打印機(jī)類(lèi)型按照功能級(jí)別分為三個(gè)：桌面級(jí)與工業(yè)級(jí)。桌面級(jí)：多使用FDM技術(shù)，加工尺寸300mn左右，加工精度0.1-0.2mm左右，體積小，重量輕，一般家庭或辦公室使用。niIH工業(yè)級(jí)：多使用SLS SLA技術(shù)，加工尺寸可以達(dá)到 300mn以上，加工精度最小可達(dá)到0.016mm體積較大，一般為工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品研發(fā)。H3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃1、3D打印創(chuàng)新

22、實(shí)驗(yàn)室功能1 ）搭建我校師生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)作品的孵化平臺(tái)，助推我校師生的創(chuàng)新 創(chuàng)業(yè)熱情。師生的創(chuàng)意都可以在本實(shí)驗(yàn)室打印出模型，便于交流、分 析、檢討，進(jìn)一步完善自己的作品。2 ）構(gòu)建Solid Learning教學(xué)模式Solid Learning是在3D打印的基礎(chǔ)上提出的一種新型教學(xué)模式，并 在教育中集成快速成型和數(shù)字制造技術(shù)，為教師和學(xué)生提供可下載的 資源對(duì)象文件，通過(guò)這些對(duì)象文件可以直接使 用3D打印系統(tǒng)創(chuàng)建物理原型。在 Solid Learning模式中，教師和學(xué) 生能夠下載并打印課程所需要的3D對(duì)象模型資源。學(xué)校級(jí)建模可以 通過(guò)低價(jià)的3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的模型打印。復(fù)雜的模型需要高性能 的3D

23、打印系統(tǒng)。3）革新教學(xué)方式當(dāng)前，教學(xué)工具盒一起一般由專(zhuān)門(mén)的教學(xué)設(shè)備制作機(jī)構(gòu)制作發(fā)行, 更新慢；多媒體課件中展示的教學(xué)內(nèi)容模型也無(wú)法使學(xué)生直接接觸和 觀察教學(xué)實(shí)體對(duì)象。3D打印使得每位教師都可以方便的打印模型, 以有形的三維格式展示教科書(shū)中提取的二維信息，并可以設(shè)計(jì)個(gè)性化的教學(xué)模型以適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的要求，同時(shí)，3D打印可以幫助學(xué)校 制作特殊的教學(xué)模型。4）創(chuàng)新課程教學(xué)設(shè)計(jì) 很多學(xué)科可以通過(guò)打印制作相關(guān)的模型，進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)，如建筑、醫(yī)學(xué)、 生物學(xué)、汽車(chē)工程繪畫(huà)、圖形設(shè)計(jì)、歷史考古等。在教學(xué)活動(dòng)中，生 動(dòng)的DIY和立體的學(xué) 習(xí)方式越來(lái)越受到學(xué)生的歡迎。5）推動(dòng)SETM育STEM育指科

24、學(xué)（Scienee ）、技術(shù)（Technology ）、工程(Engineering )、數(shù)學(xué)（Mathematics）教育。STEM素養(yǎng)由科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科 的素養(yǎng)組成，把學(xué)生學(xué)習(xí)到的各學(xué)科知識(shí)與機(jī)械過(guò)程轉(zhuǎn)變成一個(gè)探索 世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過(guò)程。STEM雖調(diào)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、批判 性思維和解決問(wèn)題的能力。3D打印技術(shù)引入到教育領(lǐng)域，有助于推 動(dòng)setm教育，培養(yǎng)學(xué)生的科技素養(yǎng)和數(shù)字化素養(yǎng)。2、3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃.面積：場(chǎng)地面積大約80-100平方，或一間實(shí)訓(xùn)車(chē)間。.區(qū)域規(guī)劃：（1）創(chuàng)新作品展示區(qū)：（2）桌面級(jí)3D打印區(qū)；（3）掃描區(qū)；（4）工業(yè)級(jí)3D打印展示及自助體驗(yàn)區(qū);方

25、案A3D打印刨新作品展示區(qū)來(lái)竝3 &4f3D打暫3D打3D打工業(yè)級(jí)3D打印工業(yè)級(jí)3D打印區(qū)域規(guī)劃設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格數(shù)量單價(jià)總價(jià)1桌面級(jí)3D打印機(jī)打印尺300mm以?xún)?nèi)；打印精度0.2mm左右10臺(tái)3000030000023D掃描儀分辨率：20,000 - 400,000個(gè)三角形2臺(tái)1000002000003工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)打印尺寸達(dá)300mm以上，打印精度達(dá)0.016mm2臺(tái)60000012000004電腦AMD A4-6210CPU ； 4G內(nèi)存；500G硬盤(pán)19寸彩顯20臺(tái)3500700005工作站聯(lián)想S302臺(tái)20000400006工作臺(tái)木工；定制5張60030007椅子學(xué)生

26、座椅25只205008展柜玻璃；定制2個(gè)100020009投影儀待定1個(gè)5000500010打印材料ABS; PLA;光敏樹(shù)脂等預(yù)計(jì)20000總計(jì)：1840500元方案B3D打卬創(chuàng)新作品展示區(qū)Z工業(yè)級(jí)3D打印工業(yè)級(jí)3D打印工業(yè)級(jí)3D打印工業(yè)級(jí)3D打印區(qū)域規(guī)劃設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格數(shù)量單價(jià)總價(jià)13D掃描儀分辨率：20,000 - 400,000個(gè)三角形2臺(tái)1000002000002工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)打印尺寸達(dá)300mm以上，打印精度達(dá)0.016mm4臺(tái)50000020000003工作站聯(lián)想S304臺(tái)20000800004工作臺(tái)木工；定制1張200020005椅子學(xué)生座椅25只205006展柜玻璃

27、；定制1個(gè)100010007投影儀待定1個(gè)500050008打印材料ABS; PLA;光敏樹(shù)脂等預(yù)計(jì)20000共計(jì)：2310500元3、3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室軟件由Autodesk中國(guó)區(qū)教育支持中心發(fā)布的一套適用于普通用戶(hù)的建模軟件3D打印創(chuàng)新軟件(包含4個(gè)模塊，三維模型設(shè)計(jì)軟件、手工制作軟件、創(chuàng)意3D打印軟件、趣味泥塑軟件)。該系列軟件為用戶(hù)提供多種方式生成3D模型：用最簡(jiǎn)單直接的拖拽3D模型并進(jìn)行編輯的方式進(jìn)行建模；或者直接將拍攝好的數(shù)碼照片在云端處理為3D模型；如果用戶(hù)喜歡自己動(dòng)手制作，3D系列軟件同樣為愛(ài)動(dòng)手的用戶(hù)提供了多種方式來(lái)發(fā)揮自己的創(chuàng)造力。 不需要復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，任何人都可以輕松使

28、用3D系列產(chǎn)品。本軟件以世界最大三維軟件 Autodesk的123D產(chǎn)品為基礎(chǔ)平臺(tái)開(kāi)發(fā)制作而成，軟件底層使用流暢性、穩(wěn)定性毋庸置疑，產(chǎn)品能直接連接 3D打印機(jī)并進(jìn)行3D打印。軟件名稱(chēng)功能介紹適用人群/專(zhuān)業(yè)三維模型設(shè)計(jì)軟件(3D Design)可以使用一些簡(jiǎn)單的圖形來(lái)設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、編輯三維 模型，或者在一個(gè)已有的模型上進(jìn)行修改。軟件打 破了常規(guī)專(zhuān)業(yè)CAD軟件從草圖生成三維模型的建模 方法，三維模型設(shè)計(jì)軟件提供了豐富的三維模型和 圖形庫(kù)，通過(guò)對(duì)這些模型庫(kù)和圖形的堆砌和編輯生 成復(fù)雜形狀。即使你不是一個(gè)CAD建模工程師，也能隨心所欲地在123D Design里建模并打印3D模 型。符合現(xiàn)代普通教育下學(xué)

29、生的接受和學(xué)習(xí)能力。所有/機(jī)械、電子、核 電、動(dòng)漫設(shè)計(jì)倉(cāng)憶3D打印軟件(3DOrig-Design )將照片轉(zhuǎn)化為三維模型，學(xué)生使用此創(chuàng)意3D打印軟件可以快速的將實(shí)物照片通過(guò)云服務(wù)器制作出數(shù)字 三維模型，并能夠發(fā)送到 3D打印設(shè)計(jì)軟件里進(jìn)行修 改編輯，最后打印出想要的三維模型。所有/機(jī)械、核電、攝影、動(dòng)漫、工美手工制作軟件(3D Maker)從三維模型創(chuàng)建拼裝實(shí)體，學(xué)生使用手工制作軟件 可以創(chuàng)造自己想象的模型，軟件自動(dòng)將模型切分成 若干和切片模型，可以將切片模型3D打印出來(lái)，并進(jìn)行組裝，通過(guò)此軟件使學(xué)生了解設(shè)計(jì)、制造到裝 配的全過(guò)程。所有/工美、動(dòng)漫趣味泥塑軟件(3D Sculpt)1三維數(shù)字雕塑?chē)娎L軟件，學(xué)生使用趣味泥塑軟件可 以通過(guò)拉升、推擠、扁平、凸起等等操作。是模型 庫(kù)中的初級(jí)模型很快擁有極具個(gè)性的外形。所有/工美、動(dòng)漫3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課程體系設(shè)計(jì)1、教學(xué)架構(gòu)